Устройство для каротажа магнитной воспри-имчивости

 

CoIo3 Советскнк

Социалис тически к

Республик

О П И С А Н И ()))832514

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 07. 79 (2l ) 2801222/18-25 (51)М. Кл.

G 01 V 3/28 с присоединеннеи заявки .%— йеудеустеевеа11 квинтет

СССР пе лелем кзебеетвви0 н етквытиЯ (23 ) Приоритет—

Опубликовано 23.05.81, .Бюллетень М i9 (53) УДК 550.837:

:622.241 (088.8) Дата опубликования описания 23.05.81 (72) Авторы изобретения

А.Б. Гутнер и Б.Ч. Тихонов

Научно-произ водств ен кое объедиюйяще " Ге физик а"

« (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА МАГНИТНОЙ

ВОСПРИИМЧИВОСТИ

Изобретение относится к устройст- " вам для измерений в скважинах магнитной восприимчивости геологических пород и может быть использовано .при определении содержания магнитных ми-. нералов в породах и желеэосодержащих рудах.

Известны устройства для измерения. магнитной восприимчивости в скважинах.

Они содержат зонд, имеющий, по крайней мере, одну катушку индуктивности, 10 и измерительную схему, По величине ,сигнала, пропорционального измерению индуктивности катушки или взаимоиндуктивности системы катушек, рас!

5 положенных соосно со скважиной, определяют магнитную восприимчивость среды (1 $.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению.

20 .является устройство для каротажа магнитной восприимчивости.

Известное устройство состоит из зонда и измерительной схемы. Зонд содержит соосные генераторную и приемную катушки, связанные с измерительной схемой, состоящей из генерато-. ра, обеспечивающего стабильность магнитного момента генераторной катушки, усилителя сигнала приемной катушки, фазового детектора и регистратора.

Отношение расстоянияВп между генераторной и приемной катушками (далее в тексте — длина зонда) к среднему диаметру d исследуемых скважин выбрано из условия с Ъ2,5 da для обеспечения малой погрешности измерений магнитной восприимчивости, связанной с влиянием переменного диаметра скважины 12).

Недостатком известного устройства является большая длина зонда для измерений в скважинах большого диаметра. Например, для буровзрывных скважин d = (150-480) мм имеем

2 д=1200 мм, причем длина всего скважинного прибора становится близкой к 2 м. Следствиями укаэанного не83251 достатка являются малая чувствитель3 ность прибора, пропорциональная л 1 ЕГ 1 и большая масса всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение чувст5 вительности и уменьшение габаритов зонда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для каротажа Магнитной восприимчивости, содержащем зонд, >о по крайней мере с одной генераторной и приемной катушками, и измерительную схему, состоящую из генератора, соединенного с генераторной катушкой, и последовательно соединенных усили- 15 теля, фазового детектора, подключенным опорным входом к выходу генератора, и регистратора, генераторная и приемная катушки установлены параллельно друг другу и перпендикуляр- 20 но к оси зонда, причем расстояние между приемной и генераторной катушками удовлетворяет соотношению

6 д — =0,8-1,2, 25 где 1- расстояние между центрами катушек;

d©>- средний диаметр скважины.

Кроме того, генераторная и приемная катушки установлены с воэможностью вращения вокруг оси зонда и оно снабжено двигателем вращения, на оси которого закреплены катушки.

Генераторные и приемные катушки выполнены в виде двух пар взаимноперпендикулярных катушек, при этом генераторные катушки подсоединены к выходам генератора с 90 сдвигом по фазе, а приемные катушки через усилители и фазовые детекторы подсоедине- 40 ны к устройству среднеквадратичного сложения.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — кривые геометрического фактора зондов в предлагаемом и известном устройствах.

Устройство (фиг. 1 ) содержит генератор 1, генераторную 2 и приемную 3 катушки зонда 4, усилитель 5 сигнала, фазовый детектор 6 и регистратор 7. Генератор 1 связан .с генераторной катушкой 2 и фазовым детектором 6. Приемная катушка 3 подсоединена к усилителю 5, который связан с фазовым

-детектором 6, выход которого подклю55 чен к регистратору 7.

Устройство работает следующим образом.

4 4

Генератор 1 низкой частоты с помощью генераторной катушки 2 создает в окружающем пространстве магнитное поле, индуцирующее в приемной катушке 3 ЭДС с . В магнитной среде величина ЗДС в приемной катушке уменьшается с увеличением магнитной восприим— чивости ДЯ пород и руд, т.е. устройство работает по принципу измерения экранирующего действия среды. Напряжение с приемной катушки усиливается усилителем 5 и после фазового детектора 6 поступает на регистратор 7.

Таким образом, информационным сигналом является изм ряемая величина приращения сигналами% на приемной катушке, которая может быть представлена следующим выражением где Яо- сигнал в немагнитной среде (например ЗДС приемной катушки на воздухе); 5 — геометрический фактор (радиальная характеристика) зонда;

I кажущаяся магнитная восприимчивость среды.

Реальная чувствительность зонда P связана с величиной сигнала вырао жением прй этом 11Р > . (5)

Г.A ..

Теоретические и экспериментальные исследования величины геометрического фактора Q от соотношения .„ фс для зондов известных устройств (кривая 8) и зонда предлагаемого устройства (кривая 9) показаны на фиг. 2. Из этих исследований, следует, что имеются оптимальные условия чтя отношения („ Дс„ (I лежащие в пределах О, 8-1, 2, прЪ ко- . торых достигается наивысшая чувствительность для зонда предлагаемого устройства.

Использование изобретения позволит при сохранении глубинности исследования и малой погрешности измерений при изменении диаметра исследуемых скважин повысить в несколько раз чувствительность, существенно уменьшить длину зонда, а следовательно, длину и массу всего скважинного измерительного устройства в условиях как однородных, так и неоднородных сред.

832514

Формула изобретения

Устройство для каротажа магнитной восприимчивости., содержащее зонд, по крайней мере с одной генераторной и одной приемной катушками, и измерительную схему, состоящую из генератора, соединенного с генераторной катушкой, и последовательно соединенных усилителя, фазового детектора, подключенного опорным входом к выходу генератора, и регистратора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов зонда, генераторная и прчемная катушки установлены параллельно друг другу и перпендикулярно к оси зонда, причем рас—

6 стояние между приемной и генераторной катушками удовлетворяет соотно-шению

Р

=0812.

dcp где 6 - расстояние между центрами катушек;

dq— средний диаметр скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1о 1. Кудрявцев Ю.И. Индукционкае методы измерения магнитной восприимчивости горных пород и руд в естественных условиях. Л., "Недра", 1978, с. 32-36 °

15 2. Рудничный измеритель магнитного влияния среды РИМВ-1. Каталог гео- физической аппаратуры, Л., "Недра", 19.75.

832514

О7 0309 10

Фиг.Z

Составитель В. Иайоршин

Техред М.Коштура Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Пушненкова

" Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3971 82 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5